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关于电感值的工程变通计算和测试法

发布时间:2007/8/30 0:00:00 访问次数:551

    摘要:简要地介绍了用常规方法计算电感值存在的困难,推导出一种计算电感的公式,从而绕开了对磁材磁性能指标如Bs及μ值的准确了解,而能顺利计算出所需的电感值。

    关键词:电感器  镇流器  滤波器

1 引言

在开发电子镇流器和电子节能灯电感镇流器及电感式节能灯中,常常遇到镇流电感及滤波电感值的计算问题。

但是电感值的计算程式比较繁琐,并且在缺乏必要的磁材参数测量仪器的情况下,要严格按程式计算也是困难的,如果有设计仿真软件当然就容易了。

2 传统的程式设计

例如:要设计40W电子镇流器,电路需要L=1.6mH的电感,试计算磁芯大小、绕线匝数、磁路气隙长度。

首先,计算磁芯截面积,确定磁芯尺寸。

为此,可由式(1)计算出磁芯面积乘积Ap

Ap=(392L×Ip×D2)/ΔBm    (1)

式中:Ap——磁芯面积乘积cm4

L——要求的电感值H

Ip——镇流线圈通过的电流峰值A

ΔBm——脉冲磁感应增量T

D——镇流线圈导线直径mm

根据磁芯面积乘积Ap的计算值在设计手册中选择标准规格磁芯或自行设计磁芯尺寸。

    在此ΔBm一般取饱和磁感强度的1/2~2/3,即:ΔBm=(1/2~2/3)Bs。

Bs在一般磁材手册中都是给定的,可以查找出来,所以,一般说,由式(1)计算磁芯尺寸,并不是难事,难在磁材本身参数的分散性,同一炉磁芯的参数差别有时会很大,手册中给出的Bs—H曲线和参数是统计平均值,所以依据式(1)算出的尺寸,还要在实际使用中反复检验修正。

磁芯尺寸确定以后,计算空气隙(对EI型磁芯就是夹多厚的垫片,对于环型铁芯就是开多宽的间隙)一般是按式(2)计算:

    lg=(0.4πL·I2}/Sp·ΔB2m    (2)

式中:lg——磁芯气隙长度cm

L——所需的电感值H

Ip——线圈中通过的电流峰值A

ΔBm——脉冲磁感应增量T

Sp——磁芯截面积cm2

一般地说,根据式(2)计算气隙大小,也不会太困难。困难仍在于ΔBm值,仅是厂家的统计平均值,对于同一规格的磁芯,不同厂家也是不同的,所以,依据式(2)算出的lg,仅是个大概值,还须在实际中去反复修正,也就是再试凑。

磁芯尺寸确定了,气隙长度也确定了,就可以确定需绕多少匝,才能达到所需的电感值L。

根据L=4μ·N2×10-9×A    (3)

    可得

    式中:N——为所需的绕组匝数

    摘要:简要地介绍了用常规方法计算电感值存在的困难,推导出一种计算电感的公式,从而绕开了对磁材磁性能指标如Bs及μ值的准确了解,而能顺利计算出所需的电感值。

    关键词:电感器  镇流器  滤波器

1 引言

在开发电子镇流器和电子节能灯电感镇流器及电感式节能灯中,常常遇到镇流电感及滤波电感值的计算问题。

但是电感值的计算程式比较繁琐,并且在缺乏必要的磁材参数测量仪器的情况下,要严格按程式计算也是困难的,如果有设计仿真软件当然就容易了。

2 传统的程式设计

例如:要设计40W电子镇流器,电路需要L=1.6mH的电感,试计算磁芯大小、绕线匝数、磁路气隙长度。

首先,计算磁芯截面积,确定磁芯尺寸。

为此,可由式(1)计算出磁芯面积乘积Ap

Ap=(392L×Ip×D2)/ΔBm    (1)

式中:Ap——磁芯面积乘积cm4

L——要求的电感值H

Ip——镇流线圈通过的电流峰值A

ΔBm——脉冲磁感应增量T

D——镇流线圈导线直径mm

根据磁芯面积乘积Ap的计算值在设计手册中选择标准规格磁芯或自行设计磁芯尺寸。

    在此ΔBm一般取饱和磁感强度的1/2~2/3,即:ΔBm=(1/2~2/3)Bs。

Bs在一般磁材手册中都是给定的,可以查找出来,所以,一般说,由式(1)计算磁芯尺寸,并不是难事,难在磁材本身参数的分散性,同一炉磁芯的参数差别有时会很大,手册中给出的Bs—H曲线和参数是统计平均值,所以依据式(1)算出的尺寸,还要在实际使用中反复检验修正。

磁芯尺寸确定以后,计算空气隙(对EI型磁芯就是夹多厚的垫片,对于环型铁芯就是开多宽的间隙)一般是按式(2)计算:

    lg=(0.4πL·I2}/Sp·ΔB2m    (2)

式中:lg——磁芯气隙长度cm

L——所需的电感值H

Ip——线圈中通过的电流峰值A

ΔBm——脉冲磁感应增量T

Sp——磁芯截面积cm2

一般地说,根据式(2)计算气隙大小,也不会太困难。困难仍在于ΔBm值,仅是厂家的统计平均值,对于同一规格的磁芯,不同厂家也是不同的,所以,依据式(2)算出的lg,仅是个大概值,还须在实际中去反复修正,也就是再试凑。

磁芯尺寸确定了,气隙长度也确定了,就可以确定需绕多少匝,才能达到所需的电感值L。

根据L=4μ·N2×10-9×A    (3)

    可得

    式中:N——为所需的绕组匝数

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